Equation Chapter 1 Section 1

Trabajo Fin de Grado

Ingeniera Qumica

Ingeniera bsica de una planta de produccin de

Polietileno Tereftalato

Dep. Ingeniera Qumica y Ambiental

Escuela Tcnica Superior de Ingeniera

Universidad de Sevilla

Autora: Mara de la Oliva Garca Snchez

Tutor: Manuel Campoy Naranjo

Sevilla, 2017

2

Trabajo Fin de Grado

Ingeniera Qumica

Ingeniera bsica de una planta de produccin de

Polietileno Tereftalato

Autora:

Mara de la Oliva Garca Snchez

Tutor:

Manuel Campoy Naranjo

Profesor Contratado Doctor

Dep. de Ingeniera Qumica y Ambiental

Escuela Tcnica Superior de Ingeniera

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2017

4

Proyecto Fin de Carrera: Ingeniera bsica de una planta de produccin de Polietileno Tereftalato

Autora: Mara de la Oliva Garca Snchez

Tutor: Manuel Campoy Naranjo

El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros:

Presidente:

Vocales:

Secretario:

Acuerdan otorgarle la calificacin de:

Sevilla, 2017

El Secretario del Tribunal

6

A mi familia

A mis maestros

8

Agradecimientos

Gracias a mi tutor, a todos los profesores y a mi familia y amigos.

10

Resumen

El objetivo de este trabajo es realizar una ingeniera bsica de una planta de produccin de polietileno

tereftalato (PET).

En primer lugar, se realiza un estudio general de mercado con el cual se fija la capacidad de la planta en

175.000 toneladas de PET al ao y se elige el tipo de polmero a fabricar, que sera PET grado botella de ndice

de viscosidad 0,8.

A su vez, se lleva a cabo un estudio del proceso comparando las distintas materias primas y auxiliares y las

diferentes tecnologas de produccin posibles.

Seguidamente, se determinan los servicios auxiliares y generales necesarios para el proceso de fabricacin.

Se realiza el diagrama de proceso teniendo en cuenta el conjunto de operaciones unitarias, as como el balance

de materia y energa global del sistema.

Y, finalmente, se realiza la especificacin de los equipos necesarios y se realiza un bsico estudio

econmico.

12

Abstract

The proyects aim is to perform a basic engineering of a Polyethylene Trephthalate (PET) production plant.

Firstly, a general market study is carried out, which establishes the capacity of the plant at 175.000 tonnes

of PET per year and chooses the type of polymer to be manufactured, which would be PET bottle grade viscosity

index 0,8.

In turn, a study of the process is carried out comparing the diferent raw and auxiliary materials and the

different possible production technologies.

Next, the auxiliary and general services necessary for the manufacturing process are determinated. The

process diagram is made taking into a account the set of unit operations, as well as mass and energy balances of

the system.

And finally, the specification of the necessary equipment and a basic economic study are realized.

NDICE

Agradecimientos ........................................................................................................................................... 9

Resumen ..................................................................................................................................................... 10

Abstract ...................................................................................................................................................... 12

NDICE ......................................................................................................................................................... 13

ndice de Tablas .......................................................................................................................................... 17

ndice de Figuras ......................................................................................................................................... 21

1 Introduccin ........................................................................................................................................ 24 1.1 OBJETIVO E INTRODUCCIN HISTRICA .................................................................................................. 24

1.1.1 Alcance y objetivo ............................................................................................................................. 24 1.1.2 Introduccin histrica ........................................................................................................................ 24

1.2 EL PET.......................................................................................................................................................... 25 1.2.1 Propiedades del PET ......................................................................................................................... 25 1.2.2 Clasificacin de PET Chips .............................................................................................................. 30

1.3 MERCADO DEL PET .................................................................................................................................... 32 1.3.1 Mercado mundial ............................................................................................................................... 32 1.3.2 Mercado en Europa ........................................................................................................................... 35 1.3.3 Anlisis de compra-venta/Oferta-demanda ..................................................................................... 39 1.3.4 Comparacin entre la resina virgen y la resina reciclada ................................................................ 42

1.4 EL PROCESO DE PRODUCCIN DEL PET ................................................................................................... 45 1.4.1 Reacciones principales ...................................................................................................................... 45 1.4.2 Reacciones secundarias indeseadas .................................................................................................. 48 1.4.3 Diagrama de proceso ......................................................................................................................... 49

1.4.3.1 Etapas de la fase fundida ............................................................................................................... 51 1.4.3.2 Etapas de la fase slida .................................................................................................................. 54 1.4.3.3 Tecnologas de polimerizacin de PTA a PET ............................................................................ 55

1.4.4 Catalizadores y estabilizantes ........................................................................................................... 62

2 Memoria Descriptiva y Justificativa ..................................................................................................... 67 2.1 FASE FUNDIDA ................................................................................................................................................. 67

2.1.1 PREPARACIN DE LAS MATERIAS PRIMAS, ADITIVOS Y CATALIZADORES .......... 67 2.1.1.1 Diagrama de flujo de la etapa ....................................................................................................... 67 2.1.1.2 Especificaciones de la etapa .......................................................................................................... 68 2.1.1.3 Lista de equipos ............................................................................................................................. 69

2.1.2 PREPARACIN DE LA PASTA ................................................................................................... 70 2.1.2.1 Diagrama de flujo .......................................................................................................................... 70 2.1.2.2 Especificaciones de la etapa .......................................................................................................... 71 2.1.2.3 Lista de equipos ............................................................................................................................. 71

2.1.3 ESTERIFICACIN .......................................................................................................................... 72 2.1.3.1 Diagrama de flujo .......................................................................................................................... 72 2.1.3.2 Especificaciones de la etapa .......................................................................................................... 73 2.1.3.3 Lista de equipos ............................................................................................................................. 74

14

2.1.4 PREPOLIMERIZACIN ................................................................................................................ 74 2.1.4.1 Diagrama de flujo .......................................................................................................................... 74 2.1.4.2 Especificaciones de la etapa ......................................................................................................... 75 2.1.4.3 Lista de equipos ............................................................................................................................. 76

2.1.5 POLIMERIZACIN ........................................................................................................................ 76 2.1.5.1 Diagrama de flujo .......................................................................................................................... 76 2.1.5.2 Especificaciones de la etapa ......................................................................................................... 77 2.1.5.3 Lista de equipos ............................................................................................................................. 77

2.1.6 PELETIZACIN .............................................................................................................................. 78 2.1.6.1 Diagrama de flujo .......................................................................................................................... 78 2.1.6.2 Especificaciones de la etapa ......................................................................................................... 79 2.1.6.3 Lista de equipos ............................................................................................................................. 79

2.1.7 REGENERACIN DE EG .............................................................................................................. 80 2.1.7.1 Diagrama de flujo .......................................................................................................................... 80 2.1.7.2 Especificaciones de la etapa ......................................................................................................... 81 2.1.7.3 Lista de equipos ............................................................................................................................. 81

2.2 FASE SLIDA .................................................................................................................................................... 82 2.2.1 CRISTALIZACIN ......................................................................................................................... 82

2.2.1.1 Diagrama de flujo .......................................................................................................................... 82 2.2.1.2 Especificaciones de la etapa ......................................................................................................... 83 2.2.1.3 Lista de equipos ............................................................................................................................. 84

2.2.2 REACCIN DE POLICONDENSACIN Y REGENERACIN DE N2 .................................. 85 2.2.2.1 Diagrama de flujo .......................................................................................................................... 85 2.2.2.2 Especificaciones de la etapa ......................................................................................................... 86 2.2.2.3 Lista de equipos ............................................................................................................................. 87

2.2.3 ALMACENAMIENTO DE PRODUCTO FINAL ........................................................................ 87 2.2.3.1 Diagrama de flujo .......................................................................................................................... 87 2.2.3.2 Especificaciones de la etapa ......................................................................................................... 88 2.2.3.3 Lista de equipos ............................................................................................................................. 88

2.3 VARIABLES A CONTROLAR .............................................................................................................................. 88 2.4 SERVICIOS AUXILIARES .................................................................................................................................... 89 2.5 RESIDUOS ......................................................................................................................................................... 90

3 Memoria de Clculo ............................................................................................................................. 91 3.1 FASE FUNDIDA ........................................................................................................................................... 91

3.1.1 PREPARACIN DE LAS MATERIAS PRIMAS, ADITIVOS Y CATALIZADORES ......... 91 3.1.1.1 Balances ......................................................................................................................................... 91 3.1.1.2 Clculo de equipos ........................................................................................................................ 92

3.1.2 PREPARACIN DE LA PASTA ................................................................................................... 96 3.1.2.1 Balances ......................................................................................................................................... 96 3.1.2.2 Clculo de equipos ........................................................................................................................ 96

3.1.3 ESTERIFICACIN .......................................................................................................................... 98 3.1.3.1 Balances ......................................................................................................................................... 98 3.1.3.2 Clculo de equipos ........................................................................................................................ 99

3.1.4 PREPOLIMERIZACIN .............................................................................................................. 100 3.1.4.1 Balances ....................................................................................................................................... 100 3.1.4.2 Clculo de equipos ...................................................................................................................... 100

3.1.5 POLIMERIZACIN ...................................................................................................................... 101 3.1.5.1 Balances ....................................................................................................................................... 101 3.1.5.2 Clculo de equipos ...................................................................................................................... 101

3.1.6 PELETIZACIN ............................................................................................................................ 102 3.1.6.1 Balances ....................................................................................................................................... 102 3.1.6.2 Clculo de equipos ...................................................................................................................... 103

3.1.7 REGENERACIN DE ETILENGLICOL .................................................................................... 105 3.1.7.1 Balances ....................................................................................................................................... 105 3.1.7.2 Clculo de equipos ....................................................................................................................... 106

3.2 FASE SLIDA ............................................................................................................................................. 107 3.2.1 CRISTALIZACIN ........................................................................................................................ 107

3.2.1.1 Balances ....................................................................................................................................... 107 3.2.1.2 Clculo de equipos ....................................................................................................................... 111

3.2.2 REACCIN DE POLICONDENSACIN Y REGENERACIN DE N2 ................................ 115 3.2.2.1 Balances ....................................................................................................................................... 115 3.2.2.2 Clculo de equipos ....................................................................................................................... 116

3.2.3 ALMACENAMIENTO DE PRODUCTO FINAL ...................................................................... 120 3.2.3.1 Balances ....................................................................................................................................... 120 3.2.3.2 Clculo de equipos ....................................................................................................................... 120

4 Mediciones y Presupuesto .................................................................................................................. 121 4.1 CRITERIO DE CLCULO DE COSTES ......................................................................................................... 121

4.1.1 Costes ............................................................................................................................................... 123 4.1.1.1 Materias primas ............................................................................................................................ 123 4.1.1.2 Servicios ....................................................................................................................................... 123 4.1.1.3 Equipos ......................................................................................................................................... 124 4.1.1.4 Presupuesto .................................................................................................................................. 128

5 Conclusiones ....................................................................................................................................... 129

ANEXO I ..................................................................................................................................................... 130 A1. CLCULO DEL PESO MOLECULAR ................................................................................................................ 130 A2. CLCULO DE CALORES ESPECFICOS DE LAS MATERIAS PRIMAS .............................................................. 130 A3. DIAGRAMA TERMODINMICO DEL NITRGENO ....................................................................................... 131 A4. HOJAS DE ESPECIFICACIN ........................................................................................................................... 132

A4.1 RECIPIENTES ............................................................................................................................................ 132 A4.1.1 Tanques ............................................................................................................................................ 132

A4.1.1.1 Tanque de etilenglicol ........................................................................................................... 132 A4.1.1.2 Tanque de dietilenglicol ...................................................................................................... 133 A4.1.1.3 Tanque de preparacin de la pasta ...................................................................................... 134

A4.1.2 Silos .................................................................................................................................................. 135 A4.1.2.1 Silo de PTA ........................................................................................................................... 135 A4.1.2.2 Silo de IPA ............................................................................................................................ 136 A4.1.2.3 Silos de aditivos .................................................................................................................... 137

A4.1.3 Mezcladores ..................................................................................................................................... 140 A4.1.3.1 Mezclador de catalizador y EG ............................................................................................... 140 A4.1.3.2 Mezclador de cido fosfrico y EG ........................................................................................ 141 A4.1.3.3 Mezclador de colorante y EG .................................................................................................. 142

A4.2 REACTORES .............................................................................................................................................. 143 A4.2.1 Reactores de esterificacin ............................................................................................................. 143 A4.2.2 Reactor de prepolimerizacin ......................................................................................................... 145 A4.2.3 Reactor de polimerizacin .............................................................................................................. 146 A4.2.4 Reactor de policondensacin .......................................................................................................... 147

A4.3 BOMBAS .................................................................................................................................................. 148 A3.2.2 Bomba de preparacin de la pasta .................................................................................................. 148 A3.2.3 Bomba de prepolimerizacin ......................................................................................................... 149 A3.2.4 Bomba de polmero ......................................................................................................................... 150 A3.2.5 Bomba de regeneracin de EG ....................................................................................................... 151

A4.4. INTERCAMBIADORES DE CALOR ........................................................................................................... 152 A4.4.1 Intercambiador de calor 1: aceite trmico-aire .......................................................................... 152 A4.4.2 Intercambiador de calor 2: vapor-aire ........................................................................................ 153

16

A4.4.3 Intercambiador de calor 3: vapor-aire........................................................................................ 154 A4.4.4 Intercambiador de calor 4: nitrgeno-polmero ........................................................................ 155 A4.4.5 Intercambiador de calor 5: nitrgeno-polmero ........................................................................ 156 A4.4.6 Intercambiador de calor 6: nitrgeno-nitrgeno ....................................................................... 157 A4.4.7 Intercambiador de calor 7: nitrgeno-nitrgeno ....................................................................... 158 A4.4.8 Intercambiador de calor 8: nitrgeno-aceite trmico ................................................................ 159

ANEXO II .................................................................................................................................................... 160 A1. Comparacin de precios entre termoplsticos ....................................................................................... 160 A2. Clasificacin de plsticos/Identificacin y nomenclatura ..................................................................... 162 A3. Proceso con DMT .................................................................................................................................... 163 A4. Diagrama de flujo global del proceso de produccin de PET ................................................................ 164

Referencias................................................................................................................................................ 165

Glosario ..................................................................................................................................................... 171

NDICE DE TABLAS

1. INTRODUCCIN

Tabla 1- 1. Caractersticas del PET. Fuente: Industria del Plstico. Plstico Industrial. Richardson & Lokensgar||

A.K. vam der Vegt & L.E. Govaert, Polymeren, van keten tot kunstof 26

Tabla 1- 2. Usos de los PET chips grado botella. [4] 30

Tabla 1- 3. Usos de los PET chips grado textil. [5] 31

Tabla 1- 4. Coexistencia con el PET o sustituto segn su uso. [13] 36

Tabla 1- 5. Capacidad de produccin de empresas europeas. 38

Tabla 1- 6. Tabla de precios del PET en Europa. [16] 38

Tabla 1- 7. Exportaciones e importaciones de PET en Europa. [16] 41

Tabla 1- 8. Precios del ICIS de algunos compuestos. [20] 43

Tabla 1- 9. Precio de la resina del PET en US cents por libra de resina. (sin rellenar, color natural, FOB supplier

(free on board supplier), a no ser que se indique lo contrario) 44

2. MEMORIA DESCRIPTIVA Y JUSTIFICATIVA

Tabla 2- 1. Densidades y pesos moleculares de las materias primas del proceso. 69

Tabla 2- 2. Lista de equipos de la etapa de preparacin de materia prima. 70

Tabla 2- 3. Lista de equipos de la fase de preparacin de la pasta. 71

Tabla 2- 4. Especificaciones de la etapa de esterificacin. 73

Tabla 2- 5. Lista de equipos de la fase de esterificacin. 74

Tabla 2- 6. Especificaciones de la etapa de prepolimerizacin. 75

Tabla 2- 7. Lista de equipos de la etapa de prepolimerizacin. 76

Tabla 2- 8. Especificaciones de la etapa de polimerizacin. 77

Tabla 2- 9. Lista de equipos de la etapa de polimerizacin. 78

Tabla 2- 10. Lista de equipos de la etapa de peletizacin. 79

Tabla 2- 11. Lista de equipos de la etapa de regeneracin de EG. 81

Tabla 2- 12. Parmetros caldera de vapor de la etapa de cristalizacin. 84

Tabla 2- 13. Lista de equipos de la etapa de cristalizacin. 84

Tabla 2- 14. Correlacin calor especfico del nitrgeno en intervalo 0-1500C. [51] 86

Tabla 2- 15. Lista de equipos de la etapa de reaccin de policondensacin y regeneracin de N2. 87

Tabla 2- 16. Especificaciones PET producto de la etapa de almacenamiento de producto final. 88

Tabla 2- 17. Lista de equipos de la etapa de almacenamiento de product final. 88

18

3. MEMORIA DE CLCULO

Tabla 3- 1. Balance de materia de la etapa de preparacin de la pasta I. 91

Tabla 3- 2. Balance de materia de la etapa de preparacin de la pasta II. 92

Tabla 3- 3. Balance de materia de la etapa de preparacin de la pasta III. 92

Tabla 3- 4. Especificaciones de los tanques de EG y DEG. 93

Tabla 3- 5. Especificaciones de los silos de PTA e IPA. 94

Tabla 3- 6. Especificaciones de los alimentadores de tornillo. 95

Tabla 3- 7. Balance de materia de la etapa de preparacin de la pasta. 96

Tabla 3- 8. Reaccin de esterificacin con caudales en kmol/h. 98

Tabla 3- 9. Reaccin de esterificacin con caudales en t/h. 98

Tabla 3- 10. Balance de materia de la etapa de esterificacin I. 98

Tabla 3- 11. Balance de materia de la etapa de esterificacin II. 99

Tabla 3- 12. Balance de materia en la etapa de prepolimerizacin. 100

Tabla 3- 13. Balance de materia de la etapa de polimerizacin. 101

Tabla 3- 14. Balance de materia de la etapa de peletizacin I. 102

Tabla 3- 15. Balance de materia de la etapa de peletizacin II. 102

Tabla 3- 16. Modelos de filtros de discos neumticos Sharplex. 103

Tabla 3- 17. Balance de energa en el lavador de agua pulverizada. 104

Tabla 3- 18. Balance de energa en la secadora. 104

Tabla 3- 19. Especificaciones de los silos de precursor y precursor fuera de especificacin. 105

Tabla 3- 20. Balance de materia en la etapa de regeneracin de EG I. 105

Tabla 3- 21. Balance de materia en la etapa de regeneracin de EG II. 106

Tabla 3- 22. Balance de materia en la etapa de regeneracin de EG III. 106

Tabla 3- 23. Balance de materia en la etapa de cristalizacin I. 107

Tabla 3- 24. Balance de materia en la etapa de cristalizacin II. 108

Tabla 3- 25. Balance de materia en la etapa de cristalizacin III. 108

Tabla 3- 26. Composicin del combustible introducido en la caldera. [50] 109

Tabla 3- 27. Balance de materia en la caldera de vapor sobrecalentado. 109

Tabla 3- 28. Caudales de gases de la caldera. 110

Tabla 3- 29. Balance de energa de la caldera de vapor. 110

Tabla 3- 30. Factores a tener en cuenta para la disposicin de los fluidos en el intercambiador. 114

Tabla 3- 31. Balance de energa del Intercambiador 2 de la etapa de cristalizacin. 114

Tabla 3- 32. Balance de energa del Intercambiador 3 de la etapa de cristalizacin. 114

Tabla 3- 33. Balance de materia de la etapa de policondesnacin y regeneracin de N2 I. 115

Tabla 3- 34. Balance de materia de la etapa de policondesnacin y regeneracin de N2 II. 115

Tabla 3- 35. Balance de materia de la etapa de policondesnacin y regeneracin de N2 III. 116

Tabla 3- 36. Balance de materia de la etapa de policondesnacin y regeneracin de N2 IV. 116

Tabla 3- 37. Balance de energa del Intercambiador de la etapa de reaccin. 117

Tabla 3- 38. Balance de energa del Intercambiador 5 de la etapa de reaccin. 118

Tabla 3- 39. Balance de energa del Intercambiador 6 de la etapa de regeneracin de nitrgeno. 118

Tabla 3- 40. Balance de energa del Intercambiador 7 de la etapa de regeneracin de nitrgeno. 119

Tabla 3- 41. Balance de energa de la refrigeradora de la etapa de reaccin. 119

Tabla 3- 42. Balance de energa del condensador de la etapa de reaccin. 119

Tabla 3- 43. Balance de materia de la etapa de almacenamiento de producto final. 120

Tabla 3- 44. Especificaciones del silo de producto final y de la tolva de anlisis. 120

4. MEDICIONES Y PRESUPUESTO

Tabla 4- 1. Precio de las materias primas y auxiliares del Sistema [62] 123

Tabla 4- 2. Precio de los servicios auxiliares del proceso 124

Tabla 4- 3. Costes de la maquinara de impulsin del proceso. 124

Tabla 4- 4. Coste de la maquinaria de reaccin. 125

Tabla 4- 5. Coste de la maquinaria de almacenamiento I. 125

Tabla 4- 6. Coste de la maquinaria de almacenamiento II. 126

Tabla 4- 7. Coste de la maquinaria de intercambio de calor. 126

Tabla 4- 8. Coste de la maquinaria. 127

Tabla 4- 9. Presupuesto general de los equipos del proceso. 127

Tabla 4- 10. Presupuesto general de la planta de produccin de PET. 128

5. ANEXOS

Tabla A- 1. Grado de polimerizacin. Siendo Mn el peso molecular promedio e IV el ndice de viscosidad.

130

Tabla A- 2. Hoja de especificacin del tanque de etilenglicol 132

Tabla A- 3. Hoja de especificacin del tanque de dietilenglicol. 133

Tabla A- 4. Hojas de especificaciones del tanque de preparacin de la pasta. 134

Tabla A- 5. Hoja de especificacin del silo de PTA. [72] [73] 135

Tabla A- 6. Hoja de especificacin del silo de IPA.[74] 136

Tabla A- 7. Hoja de especificaciones de silo de catalizador Sb2O3 137

Tabla A- 8. Hoja de especificaciones de silo de aditivo de fsforo (H3PO4) 138

Tabla A- 9. Hoja de especificaciones de silo de colorante (TiO2) 139

Tabla A- 10. Hoja de especificaciones de mezclador de Sb2O3 + EG 140

Tabla A- 11. Hoja de especificaciones de mezclador de H3PO4 + EG 141

Tabla A- 12. Hoja de especificaciones de mezclador de TiO2 + EG 142

Tabla A- 13. Hoja de especificaiones del primer reactor de esterificacin 143

Tabla A- 14. Hoja de especificaiones del segundo reactor de esterificacin 144

20

Tabla A- 15. Hoja de especificaciones del reactor de prepolimerizacin. 145

Tabla A- 16. Hoja de especificaciones del reactor de polimerizacin. 146

Tabla A- 17. Hoja de especificaiones del reactor de policondensacin. 147

Tabla A- 18. Hoja de especificacin de la bomba de preparacin de la pasta. 148

Tabla A- 19. Hoja de especificacin de la bomba de prepolimerizacin. 149

Tabla A- 20. Hoja de especificacin de la bomba de polmero. 150

Tabla A- 21. Hoja de especificacin de la bomba de regeneracin de EG. 151

Tabla A- 22. Hoja de especficaciones del intercambiador de calor 1. 152

Tabla A- 23. Hoja de especifican del intercambiador 2. 153

Tabla A- 24. Hoja de especificaines del intercambiadr 3. 154

Tabla A- 25. Hoja de especificaiones del intercambiador 4. 155

Tabla A- 26. Hoja de especificaiones del intercambiador 5. 156

Tabla A- 27. Hoja de especificaiones del intercambiador 6. 157

Tabla A- 28. Hoja de especificaiones del intercambiador 7. 158

Tabla A- 29. Hoja de especificaciones del intercambiador 8. 159

Tabla A- 30. Comparacin de precios de resinas. 161

NDICE DE FIGURAS

1. INTRODUCCIN

Figura 1- 1. Frmula qumica del PET. [1] 25

Figura 1- 2. Medicin en una lmina de PET con un equipo MDSC 10. [2] 28

Figura 1- 3. Ecuacin del clculo de la cristalinidad mediante medidas de densidad. 29

Figura 1- 4. Ecuacin del clculo de la cristalinidad mediante DSC. 29

Figura 1- 5. Curvas de cristalizacin y fusin para muestras de PET amorfo y cristalino. [3] 29

Figura 1- 6. Ilustracin de resina de APET. 32

Figura 1- 7. Consumo de resina slida mundial de PET. [9] 33

Figura 1- 8. Capacidad por regin del PET. [10] 34

Figura 1- 9. Fluctuacin del precio mundial de la resina de PET. [12] 35

Figura 1- 10. Diagrama de ventas de productos qumicos en la EU. Fuente: Cefic Chemdata Internacional

35

Figura 1- 11. La cada del precio del PET en Europa en 2013. [14] 37

Figura 1- 12. Fluctuacin de precios de MEG, p-Xileno y PET bottle grade. [16] 39

Figura 1- 13. Ingresos totales por aplicacin de PET (2010-2016). [17] 40

Figura 1- 14. Importaciones europeas de PET, comparacin ao 2015-2016. [ 41

Figura 1- 15. Exportaciones europeas de PET, comparacin ao 2015-2016. [16] 42

Figura 1- 16. PET flakes reciclado. 42

Figura 1- 17. Grfica representativa de la fluctuacin del precio del pellet post-consumo desde el ao 1992 a

2016. El precio se encuentra en cntimos por libra. [22] 44

Figura 1- 18. Esquema del proceso Amoco. [24] 46

Figura 1- 19. Esterificacin de PTA a DMT. [25] 46

Figura 1- 20. Reaccin de produccin de etilenglicol. [26] 47

Figura 1- 21. Reacciones de produccin de polietilentereftalato. [27] 47

Figura 1- 22. Formacin de DEG en la produccin de PET. [28] 49

Figura 1- 23. Formacin de acetaldehdo en la produccin de PET. [28] 49

Figura 1- 24. Diagrama de bloques simplificado de produccin de PET. 50

Figura 1- 25. Diagrama de bloques detallado de produccin de PET. 50

Figura 1- 26. Diagrama de bloques de la fase fundida. 51

Figura 1- 27. Reaccin de esterificacin. [30] 52

Figura 1- 28. Diagrama de bloques de la fase slida. 54

Figura 1- 29. Proceso Invista Performance Technologies. [32] 56

Figura 1- 30. Seccin SSP de M & G Easy up process. [32] 57

Figura 1- 31. Uhde-Inventa- Fisher 2R Process. [32] 58

Figura 1- 32. Comparacin de la resina de PET producida con SSP y con MTR. [33] 58

22

Figura 1- 33. Proceso de Lurgi Zimmer policondensacin DHI 59

Figura 1- 34. Proceso Eastman IntegRex [32] 60

Figura 1- 35. Produccin de BHET del mtodo ethoxilation de PTA. [32] 60

Figura 1- 36. Polimerizacin del mtodo. [32] 61

Figura 1- 37. Proceso Buhler de reciclaje. [32] 62

Figura 1- 38. Ilustraciones de envases y empaques de PET. [37-38] 65

Figura 1- 39. Pelcula de PET, material electrnico [39], material dielctrico de PET [40] 65

Figura 1- 40. Tela de PET [41] || Cerdas sintticas de PET [42] 66

Figura 1- 41. Piezas mecnicas de PET [43] 66

2. MEMORIA DESCRIPTIVA Y JUSTIFICATIVA

Figura 2- 1. Diagrama de bloques completo de la produccin de PET. 67

Figura 2- 2. Diagrama de flujo de la etapa de preparacin de las materias primas. 68

Figura 2- 3. Diagrama de flujo de la etapa de preparacin de la pasta. 71

Figura 2- 4. Reaccin de esterificacin simplificada 72

Figura 2- 5. Diagrama de flujo de la etapa de esterificacin. 72

Figura 2- 6. Reaccin de prepolimerizacin simplificada. 74

Figura 2- 7. Diagrama de flujo de la etapa de prepolimerizacin. 75

Figura 2- 8. Reaccin de polimerizacin simplificada. 76

Figura 2- 9. Diagrama de flujo de la etapa de polimerizacin. 77

Figura 2- 10. Diagrama de flujo de la etapa de peletizacin. 78

Figura 2- 11. Diagrama de flujo de la etapa de regeneracin de EG. 80

Figura 2- 12. Diagrama de flujo de la etapa de cristalizacin. 83

Figura 2- 13. Diagrama de flujo de la etapa de reaccin de polimerizacin + regeneracin de N2. 86

Figura 2- 14. Diagrama de flujo de la etapa de almacenamiento del producto final. 87

3. MEMORIA DE CLCULO

Figura 3- 1. Clculo de parmetros de diseo de recipientes para materiales lquidos. 93

Figura 3- 2. Clculo de parmetros de diseo de recipientes para materiales slidos. 93

Figura 3- 3. Curvas de velocidad-capacidad para transportes de tornillo para material clase d. 94

Figura 3- 4. Ecuacin del clculo de la potencia de un tornillo sin fin. 95

Figura 3- 5. Clculo de la potencia que absorbe una bomba. 96

Figura 3- 6. Clculo de la velocidad de giro en funcin del caudal en una bomba. 96

Figura 3- 7. Clculo del NSPH requerido y disponible de una bomba. 97

Figura 3- 8. Curva caracterstica de una bomba rotativa. 97

Figura 3- 9. Clculo de un ciclo. 99

Figura 3- 10. Clculo del volumen del reactor, donde V se encuentra en m3 y Q en m3/h. 99

Figura 3- 11. Balance trmico de la etapa de peletizacin. 102

Figura 3- 12. Imagen de filtro de discos neumticos. [54] 103

Figura 3- 13. Diagrama de intercambiador de aceite/aire. 104

Figura 3- 14. Grficas de comportamiento de Eyectores. 107

Figura 3- 15. Clculo de parmetros del balance de materia en la caldera. 108

Figura 3- 16. Clculo de caudal de gases de combustin (kg gas seco/kg combustible) y caudal de vapor de agua

(kg vapor de agua/kg combustible) 109

Figura 3- 17. Balance trmico de la etapa de cristalizacin. 110

Figura 3- 18. Datos tcnicos VAPOPREX 3GN Ferroli. 111

Figura 3- 19. Ecuacin de balance de energa y de transferencia de calor en un intercambiador. 112

Figura 3- 20. Diseo de un intercambiador mediante el mtodo F-DTLM. 112

Figura 3- 21. Clculo del coeficiente global de trasferencia de calor. 113

Figura 3- 22. Factor Fc para el clculo de la temperatura calrica. 113

Figura 3- 23. Balance trmico de la etapa de reaccin de polimerizacin y regeneracin de N2. 116

4. MEDICIONES Y PRESUPUESTO

Figura 4- 1. Correlacin de precios segn el mtodo de Guthrie. 121

Figura 4- 2. Correlacin de precios para recipientes cilndricos a presin. 121

Figura 4- 3. Parmetros caractersticos para recipientes cilndricos a presin, mtodo de Guthrie. 122

Figura 4- 4. Coste base de diferentes equipos de proceso, mtodo de Guthrie. 122

Figura 4- 5. Coste base de diferentes tanques de almacenamiento, mtodo de Guthrie. 122

Figura 4- 6. Actualizacin de los precios. 123

5. ANEXOS

Figura A- 1. Ecuacin del clculo del peso molecular en funcin del ndice de viscosidad mediante el mtodo

de Mark-Houwink. [66]. 130

Figura A- 2. Clculo del calor especfico del EG donde para etilenglicol puro. 131

Figura A- 3. Clculo del calor especfico del DEG donde para dietilenglicol puro. 131

Figura A- 4. Diagrama termodinmico del nitrgeno. 131

Figura A- 5. Clasificacin de los plsticos. [76] 162

Figura A- 6. Reaccin de transesterificacin de la produccin con DMT. 163

Figura A- 7. Reaccin de policondensacin de la produccin con DMT. 163

Figura A- 8. Diagrama de flujo completo del proceso. 164

24

1 INTRODUCCIN

1.1 OBJETIVO E INTRODUCCIN HISTRICA

1.1.1 Alcance y objetivo

En el presente documento se realizar la ingeniera bsica de una planta de produccin de polietileno

tereftalato (PET) a partir de etilenglicol y cido tereftlico purificado con una capacidad de produccin de

175.000 toneladas al ao.

El objetivo es conseguir el pellet de PET como producto final. sta sera la materia prima con la que

tras un tratamiento posterior se forman planchas, film, envases, etc.

Se establecern los sistemas de reaccin para conseguir el producto, as como se proporcionarn las

condiciones de operacin y se llevar a cabo el diseo de la planta mediante el dimensionamiento de equipos a

partir de los balances de materia y energa del sistema.

1.1.2 Introduccin histrica

El descubrimiento de polietilentereftalato, tambin conocido como PET, fue patentado por J. R.

Whinfield y J. T. Dickson como un polmero para fibra. Estos cientficos britnicos, junto con los inventores W.

K. Birtwhistle y C. G. Ritchiethey crearon la primera fibra de polister llamada Terileno en 1941. Este polmero

despus lleg a ser poliestireno sintetizado por Wallace Carothers.

La produccin comercial de fibra de polister comenz en 1955. Aunque la primera botella de PET fue

patentada en 1973 por el qumico Nathaniel Wyeth. A partir de 1976 se comenz a usar el PET para la

fabricacin de envases transparentes, ligeros y resistentes principalmente para bebidas.

A lo largo de los aos que lleva en el mercado, el PET se ha diversificado en mltiples sectores

sustituyendo a materiales tradicionalmente implantados o planteando nuevas alternativas de envasado

impensables hasta el momento. Esta diversificacin tan importante ha originado que el PET haya experimentado

un gran crecimiento en su consumo y que siga siendo el material de embalaje que actualmente presenta las

mayores expectativas de crecimiento a nivel mundial basado en el crecimiento de la demanda del producto a

escala mundial y a la diversificacin de sus posibilidades de uso.

1.2 EL PET

El polietilentereftalato (PET) es una resina sinttica termoplstica o polister termoplstico producido a

partir de dos compuestos principales: cido terftlico (PTA) y etilenglicol (EG), aunque tambin puede obtenerse

utilizando dimetiltereftalato (DMT) en lugar de PTA. Este material tiene una baja velocidad de cristalizacin y

puede encontrarse en estado amorfo-transparente o cristalino.

El polietileno tereftalato, es un polmero extremadamente duro, dimensionalmente estable, lineal, con alto

grado de cristalinidad y termoplstico en su comportamiento, por lo cual es apto para ser transformado mediante

procesos de extrusin, inyeccin, inyeccin-soplado y termoformado.

Su frmula es:

Figura 1- 1. Frmula qumica del PET. [1]

1.2.1 Propiedades del PET

El PET en general se caracteriza por su elevada pureza, alta resistencia y tenacidad. De acuerdo a su

orientacin presenta propiedades de transparencia y resistencia qumica. Este polmero no se estira y no es

afectado por cidos ni gases atmosfricos, es resistente al calor y absorbe poca cantidad de agua, forma fibras

fuertes y flexibles, tambin pelculas. Su punto de fusin es alto, lo que facilita su planchado y, es resistente al

ataque de polillas, bacterias y hongos.

A continuacin, se presenta la Tabla 1-1, en la que se detalla las diferentes propiedades del polietileno

tereftalato:

26

Tabla 1- 1. Caractersticas del PET. Fuente: Industria del Plstico. Plstico Industrial. Richardson & Lokensgar|| A.K.

vam der Vegt & L.E. Govaert, Polymeren, van keten tot kunstof

FRMULA MOLECULAR (C10H8O4) n

PROPIEDAD Unidad Valor

Densidad g/cm3 1,370 amorfo

1,455 cristalino

Presin MPa 55 75

Resistencia a la compresin MPa 76 128

Prueba de impacto kJ/m2 3,6

Carga de rotura kg/cm2 560 2500

Mdulo de elasticidad MPa 2100 2400 amorfo

2800 3100 cristalino

Dilatacin trmica 10-4 / C 15,2 24

Resistencia dielctrica V/mm 13780 15750

Constante dielctrica (60 Hz) -- 3,65

Absorcin de agua ASTM 0,16

Velocidad de combustin mm/min Consumo lento

ndice de refraccin -- 1,5750

Temperatura de fusin C 256- 271

Temperatura de transicin vtrea C 70

Entre otras de las caractersticas ms importantes que presenta el PET, se encuentran:

- Buen comportamiento frente a esfuerzos permanentes.

- Cristalinidad.

- Alta resistencia a la friccin, a la fatiga y al desgaste.

- Muy buen coeficiente de deslizamiento.

- Buena resistencia qumica (alta resistencia a los ataques qumicos como cidos y lcalis suaves y

solventes orgnicos. No se daa por grasas o aceites) y trmica (es un buen conductor de la temperatura).

- Muy buena barrera a CO2, aceptable barrera a O2 y humedad.

- Totalmente reciclable, aunque tiende a disminuir su viscosidad con la historia trmica.

- Aprobado para su uso en productos que deban estar en contacto con productos alimentarios.

- Alto grado de transparencia y brillo con efecto lupa, conserva el sabor y el aroma de los alimentos.

- Procesable por soplado, inyeccin y extrusin. Apto para producir botellas, pelculas, lminas, planchas

y piezas.

- Compatible con otros materiales barrera que mejoran en su conjunto la calidad barrera de los envases y

por lo tanto permiten su uso en mercados especficos.

- Excelentes propiedades mecnicas (material duro con magnficas conductas a la flexin y al impacto

elstico, adems de ser ligero y translcido) y elctricas.

- Esterilizable por rayos gamma y xido de etileno.

- Buena relacin costo / rendimiento.

- Excelente estabilidad dimensional y propiedades barrera para la retencin de gases.

En general, estas propiedades caractersticas del PET lo convierten en el material idneo para la realizacin

de aplicaciones de uso comn y principalmente, para la produccin de distintos tipos de envases. Tanto la

industria comercial alimentaria como la industria manufacturera son las que ms provecho le sacan a este

polmero termoplstico.

A continuacin, se muestran con ms detalle algunas de las caractersticas ms importantes:

PESO MOLECULAR VISCOSIDAD INTRNSECA

El peso molecular es el parmetro de caracterizacin del PET ms importante, ya que depende de l

caractersticas como la impermeabilidad de los gases o la resistencia mecnica. Este parmetro es directamente

proporcional a la longitud de la cadena polimrica. Se puede calcular el peso molecular de una muestra de dos

formas:

El peso molecular promedio, en nmero se calcula mediante la divisin del peso total de todas las

molculas polimricas de una muestra por el nmero total de molculas polimricas.

El peso molecular promedio, en peso se calcula mediante la suma de los productos de cada fraccin

molar de molculas de peso M, por dicho peso.

La viscosidad intrnseca (IV), es una medida indirecta del peso molecular promedio del polmero y, por

tanto, es dependiente de la longitud de su cadena polimrica. Por ello, cuanto ms larga sea la cadena polimrica,

ms rgido es el material y ms alta su IV. Otra relacin sera: a mayor viscosidad mayor longitud promedio de

las cadenas, mayor grado de polimerizacin y mayor peso molecular promedio.

28

La IV de uso general es de 0.8 0.02 dl/g que corresponde aproximadamente a 125 unidades repetidas por

molcula y un peso aproximado de 24,000 g/mol.

TEMPERATURA DE TRANSICION VTREA (Tg)- TEMPERATURA DE FUSIN (Tm)

La temperatura de transicin vtrea (Tg) es la temperatura a la cual un polmero amorfo se ablanda. Bajo

esta temperatura, el polmero disminuye drsticamente su densidad y porcentaje de elongacin, adems se

vuelve rgido y quebradizo. El polietileno tereftalato tiene una temperatura de transicin vtrea baja lo que da

lugar a que los productos realizados con PET no se puedan calentar por encima de esta temperatura.

Por otro lado, la temperatura de fusin (Tm) es la temperatura a la cual la cadena polimrica abandona

su estructura cristalina y se transforma en un lquido desordenado.

La porcin amorfa del polmero slo experimentar la fase vtrea y la porcin cristalina slo la fase de

fusin.

Figura 1- 2. Medicin en una lmina de PET con un equipo MDSC 10. [2]

En la Figura 1-2, se ilustra una medicin de una lmina de PET en un equipo de MDSC /10/. En dicha

figura se observan en orden de arriba hacia abajo, la curva de flujo de calor reversible, la curva de flujo no

reversible y la curva de flujo total de calor. La curva de flujo reversible permite visualizar la transicin vtrea y

la fusin, en tanto que la curva de flujo no reversible permite visualizar la cristalizacin fra que es un evento

cintico (dependiente del tiempo). Tambin se registran otros pequeos eventos, tales como una pequea

disminucin de la capacidad calorfica por la cristalizacin fra (en la curva de flujo reversible), y una

recuperacin entlpica en la misma regin de la transicin vtrea y un reordenamiento cristalino en la misma

regin de la fusin (en la curva de flujo reversible).

CRISTALINIDAD

La cristalinidad es el fenmeno fsico con el cual las macromolculas pasan de una estructura en la cual

su disposicin espacial es desordenada (estructura amorfa, transparente a la luz) a una estructura uniforme y

ordenada (estructura cristalina, opaca a la luz) que le confiere a la resina una coloracin blanca lechosa. En otras

palabras, es el porcentaje de segmentos cristalinos dentro de un termoplstico cristalino.

El PET es un polmero semicristalino, por lo que tiene regiones amorfas y cristalinas. Este polmero

cristaliza lentamente, tiene un grado de cristalinidad bajo, siendo su porcentaje de segmentos cristalinos de 25

40%.

El clculo del grado de cristalinidad se puede hacer de dos formas entre muchas otras: mediante medidas

de densidad o mediante DSC (Calorimetra Diferencial de barrido).

% = ( )

( )

Figura 1- 3. Ecuacin del clculo de la cristalinidad mediante medidas de densidad.

Siendo = densidad del polmero; a = densidad 100% amorfo; c = densidad 100% cristalino

% =

Figura 1- 4. Ecuacin del clculo de la cristalinidad mediante DSC.

Figura 1- 5. Curvas de cristalizacin y fusin para muestras de PET amorfo y cristalino. [3]

30

El PET cristaliza muy lentamente, la velocidad de cristalizacin es funcin de la temperatura y del peso

molecular. Finalmente, decir que la densidad de un polmero es una funcin de la cristalinidad. Cuanto ms

cristalino sea el PET mayor ser su densidad.

1.2.2 Clasificacin de PET Chips

El PET se clasifica en funcin de la viscosidad intrnseca, la cual es directamente proporcional a su peso

molecular y de la modificacin polimrica que reduce la velocidad de cristalizacin y el punto de fusin.

Podemos clasificarlo segn el tipo o el grado de PET.

El polietileno tereftalato se clasifica segn el grado en:

PET chips grado botella:

Tabla 1- 2. Usos de los PET chips grado botella. [4]

Viscosidad intrnseca (IV) USOS

0,80 Botellas de agua potable y botellas de agua mineral

0,82 0,83 Botellas carbonatadas, botellas de aceite, botellas de licor

0,85 0,86 Botellas grandes de envasado de bebidas carbonatadas

Normalmente, los PET chips de IV 0,80 se usan para botellas de agua y agua mineral. Mientras que los

de IV 0,82 se usan para hacer botellas de bebidas carbonatadas, pequeas botellas de aceite, licores, medicinas

y PET sheets ya que necesitan mayor fuerza y un alto acabado de producto. Y, finalmente, los de IV 0,85 se

usan para el packing de botellas carbonatadas grandes y para botellas de 3-5 galones de agua, (Un galn equivale

a aproximadamente 3,79 litros, por lo tanto, seran botellas de 11,36- 18,93 litros) ya que necesitan tener una

buena resistencia contra la presin.

Este PET ofrece caractersticas favorables en cuanto a resistencia contra agentes qumicos, gran

transparencia, ligereza, menores costos de fabricacin y comodidad en su manejo. La ms reciente y exitosa

aplicacin del PET, es el envasado de aguas minerales, tambin se ha comenzado a utilizar en el envasado de

productos farmacuticos, de droguera o alimenticios como salsas, mermeladas, miel.

PET chips grado textil:

Tabla 1- 3. Usos de los PET chips grado textil. [5]

Viscosidad intrnseca (IV) USOS

Semi mate Textil, de hilado

Brillante Textil, de hilado, cdigo de neumticos

Brillo al mximo Textil, de hilado

El grado textil del PET chip se usa para hacer filamentos de hilo de polister como POY (Hilo

Parcialmente Orientado), FDY (Polister Completamente Estirado) y Staple fibre (Fibra corta de polister). El

grado textil est disponible en Super Bright (BR Chips) (Grado brillante), Semi Dull (SD Chips) (Grado semi

opaca), Cationic Semi Dull and Cationic Super Bright PET Chips (CD Chips) (Grado catinico semi opaco y

catinico brillante). El proceso de este tipo de PET consiste en mezclar un material de resina polister

termoplstico con una alumina trihidratada (ATH) filler y con un pigmento.

Al polister (nombre comn del PET grado textil), se le reconocieron excelentes cualidades desde un

inicio para el proceso textil, entre las que se encuentran su alta resistencia a la deformacin y su estabilidad

dimensional, adems del fcil cuidado de la prenda tejida (lavado y secado rpidos sin necesidad de planchado).

Entre algunas limitaciones que presenta este material son: difcil tintura, la formacin de pilling (bolitas) y la

acumulacin de electricidad esttica, problemas para los que se han desarrollado soluciones eficaces.

PET grado film, se utiliza en gran cantidad para la fabricacin de pelculas fotogrficas, de rayos X

y de audio.

Tambin podemos clasificar el PET segn el tipo:

APET: El PET est en forma cristalina y opaca cuando se encuentra en forma de pellets, pero

cuando lo extrumos se vuelve amorfo y transparente. Este cambio es consecuencia del calentamiento del

material hasta su punto de fusin y su posterior e inmediato enfriamiento por debajo de su temperatura de

transicin cristalina. Este material debe ser recristalizado para poder emplearlo en aplicaciones en las que sean

necesarias el mantenimiento de las propiedades mecnicas a altas temperaturas, debido a que este material se

reblandece a los 80C no es apto para envases de calidad normal.

RPET: este es PET en estado reciclado. Existen tres tipos bsicos usados en la industria:

PET post-industrial, desecho producido en operaciones de proceso en los que no se usa de

nuevo el material.

PET post-consumo, material usado por consumidores que lo llevaron a la basura.

32

PET perdido

CPET: es el polietileno tereftalato cristalino. Se usa para envases para microondas y comidas

preparadas.

Figura 1- 6. Ilustracin de resina de APET.

1.3 MERCADO DEL PET

1.3.1 Mercado mundial

El mercado mundial [6] de envases de PET, segn Smithers Pira, tuvo un valor de 29.358,5 millones de

dlares en 2013, 48,1 millones de dlares en 2014, y se proyecta que alcance el valor de 60 mil millones

de dlares para el 2019 [7], aumentando la demanda un promedio de 4,6% anual.

El mercado mundial de PET se segmenta principalmente en Amrica del Norte, Europa, Asia y el

Pacfico. De estas regiones, Asia y el Pacfico lideran el mercado de PET en trminos de volumen exigido.

La demanda de PET en Asia y el Pacfico puede superar los 7 millones de toneladas en 2016. Mientras que

en Amrica del Norte y Europa crecer a una tasa compuesta anual del 3,7% y el 3,6% CAGR (Tasa de

crecimiento anual compuesta), respectivamente. A su vez, China est emergiendo rpidamente como

productora de petroqumicos mundialmente, debido a que sus costes de produccin son relativamente bajos

por lo que se puede considerar una de las regiones principales de produccin.

En cuanto al anuncio de los derechos antidumping sobre las importaciones de otras regiones, se espera

que los mercados de PET tanto de Brasil y de Rusia se amplen para el horizonte de 2020. Adems, la gran

poblacin de la India est causando un aumento de consumo de productos envasados, creando una mayor

demanda.

Segn un anlisis de GBI Research [8], se espera que los envases de PET aumenten su cuota en el sector

de embalaje durante el horizonte de 2020, ya que el sector de embalaje busca obtener una mejor barrera

contra gases adems de proteccin ultravioleta (UV), as como extender la vida til de los productos

envasados en PET.

Por otro lado, el envase flexible seguir creciendo en importancia, los refrescos carbonatados (CSD)

representaron una impresionante cuota del 31,5% en la demanda de PET durante el 2010, mientras que los

sectores de la alimentacin y cerveza representaron respectivamente el 22,4% y 11,4%.

En cuanto al mercado de las resinas de estado slido de polietileno tereftalato, segn un informe del IHS

(Information Handling Services), la oferta y la demanda de estas resinas se centra principalmente en

aplicaciones de botellas y envases. Se puede observar en la Figura 1-7, el consumo mundial de resina slida

de polietileno tereftalato:

Figura 1- 7. Consumo de resina slida mundial de PET. [9]

En la Figura 1-7 se observa que alrededor del 23% del consumo mundial se atribuye al mercado chino

que ha conseguido un crecimiento promedio anual del 15% desde el ao 2009. Al mismo tiempo, la demanda

de esta resina en el subcontinente indio fue de un 16,6% por ao y en frica un 12,6% anual. Mientras que tanto

en Amrica del Norte como en Europa continental se observa un estancamiento e incluso una disminucin del

consumo de resinas de PET, debido principalmente a la tendencia de reduccin de peso de la resina.

A nivel mundial, la produccin de envases de bebidas es el mayor uso final de las resinas de PET, que

represent alrededor del 78% del consumo total en 2014, slo un poco menos que en el ao de la recesin de

2009. Otras aplicaciones del PET, tales como pelculas y lminas son ms dominantes en los mercados de

Taiwn, Amrica del Norte, Japn y China, donde se consumen alrededor del 18-21% del requerimiento total

de esta resina PET. Otros de los usos finales ms empleados es el envasado de alimentos cuya proporcin ms

alta de consumo estn registrados en Taiwn (14%), Mxico (11%) y Europa Occidental (10%).

El crecimiento futuro del consumo de resinas PET de estado slido seguir siendo impulsado por el

envasado de bebidas y otras aplicaciones de PET, que se proyectan a expandirse a tasas medias anuales de

34

alrededor del 4% y 4,6%, respectivamente.

Por otro lado, las tendencias del mercado del polietileno tereftalato son:

Aumento de la demanda de PET debido a las industrias de polister y de alimentos y bebidas.

Disminucin de la influencia de PET para el envase debido a que la industria del envasado est

dirigindose hacia un cambio en busca de botellas ms ligeras, especialmente en Amrica del Norte. Se

ha ido reduciendo constantemente la cantidad de material empleado en la fabricacin de envases de

bebidas. Una botella de agua de medio litro ahora usa como 12 gramos de PET, casi un 40% menos que

las cantidades promedio de hace unos aos.

Crecimiento de la aplicacin de material reciclado.

Adems, se estn desarrollando nuevas tecnologas para disminuir el impacto ambiental de los envases

de PET, aumentar los servicios de reciclaje y mejorar los hbitos de consumo de reciclado del PET.

Si se observa la Figura 1-8 que representa la capacidad del PET por regin, se aprecia que el crecimiento

estar a cargo de la regin de Asia, de China y el Pacfico ya que lideran la produccin y consumo de polietileno

tereftalato. As mismo, se observa que Asia y el Pacfico albergan ms de la mitad de la capacidad global del

PET, siendo la capacidad de Europa alrededor 1/6 de la capacidad global.

Figura 1- 8. Capacidad por regin del PET. [10]

A continuacin, contemplando la Figura 1-9 [11] se puede observar la fluctuacin del precio mundial

de la resina de PET, desde diciembre de 2012 a diciembre de 2015. En el eje de ordenadas se encuentra el precio

por tonelada de resina en US$/tonelada y el de abscisas la fecha.

Figura 1- 9. Fluctuacin del precio mundial de la resina de PET. [12]

El rango de precios de la resina entre diciembre de 2012 hasta diciembre de 2015, tiene un mximo de

2358,94 US$ y un mnimo de 1895,95 US$, siendo el precio promedio de 2197,59 US$.

En general, el mercado global del polietileno tereftalato mostrar una tasa de crecimiento anual positivo

en 2016. Sin embargo, las estrictas regulaciones ambientales impuestas por los gobiernos, as como las polticas

de importaciones, podran obstaculizar el crecimiento del mercado en cierta medida, aunque se espera que el

desglose del consumo de resina de PET no cambie mucho durante el perodo de pronstico a 2019 segn un

estudio de Smithers Pira [7].

1.3.2 Mercado en Europa

El mercado del PET en Europa generalmente depende de dos factores: las fluctuaciones en la fortaleza

del euro y el impacto del cambio de los derechos de importacin. Aunque la Comisin Europea espera que el

desempleo en la zona euro se mantenga en el 12,2%, la OCDE prev que la regin apuntase un crecimiento del

PIB del 1%, frente a una contraccin del 0,4% en 2013 y la creacin de la nueva demanda potencial para la

resina. Adems, se realiza un Reglamento por el cual se impone un derecho antidumping y un derecho

compensatorio definitivo sobre las importaciones de resina de PET originaria en Irn, Pakistn, Emiratos rabes

Unidos, India e Israel.

Figura 1- 10. Diagrama de ventas de productos qumicos en la EU. Fuente: Cefic Chemdata Internacional

36

La Figura 1-10 expresa en un diagrama de sectores las ventas en Europa de productos petroqumicos y

productos qumicos especializados. En el ao 2014, se obtuvo un ingreso de 5,51108 millones de euros en este

campo de la industria, de los cuales 1,099108 millones de euros fueron producidos por polmeros (19,9% de las

ventas globales). Siendo 9,18107 millones de euros plsticos; 1,18107 millones de euros goma sinttica; y

6,3106 millones de euros fibra artificial.

En la Tabla 1-4 se relacionan los sectores, el tamao ms estndar, y el material alternativo que coexiste

con el PET o que ha sido sustituido por ste:

Tabla 1- 4. Coexistencia con el PET o sustituto segn su uso. [13]

Sector Tamao Unidad Aplicacin Material Sustituido

Bebidas, Refrescos 0.2-2.0 l Alimentos Vidrio, lata

Aguas Minerales 0.2-2.0 l Alimentos PVC, HDPE, Vidrio

Aceite comestible 0.5-5.0 l Alimentos PVC, HDPE, Vidrio

Vinagres 1 l Alimentos PVC, HDPE, Vidrio

Salsas 0.3-0.5 l Alimentos, Mayonesa, Salsa tomate Vidrio, HDPE

Cosmtica 0.3-1.0 l Cremas, Perfumes PVC, HDPE

Farmacia 0.3-0.5 l Bucales, Jarabes, Envases farmacia Vidrio

Licores 0.1-0.5 l Envases licores Muestras Vidrio

Detergentes 1.0-1.5 l Friegasuelos, Lavavajillas PVC, HDPE

Qumicos 1.0-5.0 l Qumicos Vidrio

En cuanto a los pases proveedores de PET, Omn, que en los primeros 10 meses de 2013 vendi

139.049 toneladas de resina en la UE y represent alrededor del 25% de las importaciones totales, tuvo que

pagar el impuesto adicional. El tercer mayor proveedor de PET, la India, se enfrent a un aumento de los

impuestos, antes de que la UE a principios de 2013 decidiera imponer derechos antidumping sobre determinadas

importaciones de PET.

El precio del PET present un mnimo histrico en el cuarto trimestre de 2013 [14], bajo un precio de

1.127,50 $/mt FD NWE en noviembre, en Europa, debido a la fuerte competencia de Asia, la dbil demanda de

Europa y las fluctuaciones monetarias adversas.

Figura 1- 11. La cada del precio del PET en Europa en 2013. [14]

En Europa, en 2013, se empezaron a cerrar plantas debido a los bajos beneficios por el envejecimiento

de la tecnologa, por lo que se comenzaron a crear una serie de instalaciones para remediar la cada del precio

del PET, de las que se espera un aumento de mercado.

Entre las nuevas instalaciones, se encuentran, una planta de 390.000 tm/ao de PET en Geel, Blgica,

en el complejo petroqumico de BP de la India JBF Industries. As como la nueva planta de Lotte Reino Unido

de 200.000 tm/ao de PET en Wilton, al noreste de Inglaterra.

La compaa EIPET Venture, de 420.000 tm/ao, en Sokhna, Egipto, prev servir a los clientes en el

norte de frica, Amrica del Norte y Europa. La unidad cuenta con dos lneas de 210.000 tm / ao cada una.

Aunque ha sido objeto de varios retrasos, especialmente teniendo en cuenta la agitacin poltica en Egipto en la

actualidad. Adems, Cepsa expande su planta de San Roque, Espaa a 175.000 toneladas mtricas [15].

A continuacin, se muestra la Tabla 1-5 en la que se recogen una serie de empresas productoras de PET,

as como su localizacin, capacidad de produccin y tecnologa:

38

Tabla 1- 5. Capacidad de produccin de empresas europeas.

EMPRESA LOCALIZACIN CAPACIDAD TECNOLOGA

Indorama Ventures Europe

B. V

The Netherland 400.000 t/ao CP- Inventa Fischer & invista

SSP- Eastman/Buhler

Ottana Polimeri S.R.L. Italia 161.000 t/ao Dow

UAB Orion Global Pet Lituania 274.000 t/ao CP- Inventa Fischer- SSP-

Buhler

Indorama Polymers

Workington Limited

North-West England 168.000 t/ao CP-Eastman/Zimmer SSP-

Eastman/Bepex

Indorama Ventures Poland

Sp. z.o.o.

Poland 229.950 t/ao C.P. Uhde Inventa

Fischer/SSP Buhler

Indorama Ventures Adana

Pet Sanayi Anonim Sirketi

Turkey 129.600 t/ao Dupont CP technology and

Sinco SSP technology

Indorama Ventures Corlu

PET Sanayi A.S.

Turkey 252.000 t/ao -

Indorama Ventures Public

Company Limited (IVL)

Guadarranque- San

Roque (Cdiz)

175.000 t/ao -

Lotte Chemicals UK Ltd UK 420.000 t/ao -

Segn un informe del ICIS [16], y como se puede observar en la siguiente tabla 1-6, el precio de contrato

del PET en Europa en grado de botella fue en marzo de 2016 de 840-900 EUR/tonelada siendo comparados con

los precios internos de este grado de resina, encontrndose el precio interno alrededor de 920-970 EUR/tonelada.

Tabla 1- 6. Tabla de precios del PET en Europa. [16]

La tabla 1-6 representa la tabla de precio del contrato y se refiere a la mnima frecuencia y un mximo

de acuerdos nacionales negociados libremente registran para entregas concluy en el mes de marzo de 2016.

Seguidamente, en la Figura 1-12, se observa la fluctuacin de los precios de paraxileno y MEG -las

materias primas para la produccin de PET- en comparacin con el precio del PET grado botella, se destaca

que en marzo de 2016 hubo un mnimo en los precios de aproximadamente 680 EUR/ tonelada de paraxileno,

700 EUR/tonelada de MEG y alrededor de 900 EUR/tonelada del PET grado botella. Se contempla a su vez

que los precios siguen la misma tendencia, cuando baja uno bajan todos y viceversa.

Figura 1- 12. Fluctuacin de precios de MEG, p-Xileno y PET bottle grade. [16]

Finalmente, decir que el mercado nacional de PET vive momentos de incertidumbre. La drstica

reduccin de la oferta dificulta conocer la demanda real actual de los termoplsticos ms consumidos.

1.3.3 Anlisis de compra-venta/Oferta-demanda

La demanda de PET ha aumentado significativamente debido al creciente requerimiento de este

polmero en la industria de alimentos y bebidas, as como para el desarrollo de productos de gran

consumo. Las botellas de PET son cada vez ms usadas por su fcil manejo, su difcil ruptura y debido a

que se pueden volver a cerrar. La demanda de envases de PET [8] ha experimentado un crecimiento de

alrededor del 7% CAGR en la ltima dcada.

Segn el anlisis de GBI Research, las industrias de fuerte produccin y las economas de rpido

crecimiento conducirn a los siguientes pases: Brasil, Rusia, India y China (BRIC) a convertirse en las

fuerzas dominantes en el mercado mundial de PET.

Por otro lado, segn el anlisis de Transparency Market Research, la mayor produccin de PET se

realiza en Asia Pacific, mientras que los dems pases seguirn un porcentaje de produccin parecido, ya

sea Amrica del norte, Europa o el resto del mundo (RoW). En 2014, Asia Pacfico tiene una participacin

40

de 31% del mercado mundial de envases de PET, seguida de Amrica del Norte (23%) y Europa Occidental

(19%).

La demanda mundial de PET se situ en 6,472,350 toneladas en el ao 2000, aumentando a una

CAGR del 6,9% hasta alcanzar los 12,621,553 de toneladas en 2010. Se espera que esta tendencia alcista

se mantenga en un futuro prximo, con punta para llegar a 23.452.281 toneladas en 2020, a raz de una tasa

compuesta anual prevista de 6,4%.

Figura 1- 13. Ingresos totales por aplicacin de PET (2010-2016). [17]

Como se observa en la Figura 1-13, que representa los ingresos totales por aplicacin de PET

representando en el eje de ordenadas los ingresos en (USD Million) y en el de absisas distintos aos, la demanda

del mercado mundial de PET es impulsada principalmente por el aumento de uso de PET en envases CSD, as

como por el aumento del consumo de productos congelados, envasados y alimentos procesados. El PET es

ampliamente utilizado en el envasado de agua mineral y CSD, bebidas calientes o alcohlicas, lmina / pelcula,

y los alimentos.

Dentro del consumo global de envases de PET, en 2013 se consumieron 15,4 millones de toneladas.

Las botellas de PET para bebidas representaron ms del 80% de las ventas totales en 12,5 millones de

toneladas (un 3,7% superior a 2012). El agua embotellada se convirti en la mayor categora de envases de

PET, las ventas de botellas de agua crecieron un 7,3% hasta alcanzar los 5,45 millones de toneladas. Las

ventas de botellas de PET para bebidas carbonatadas por comparacin aumentaron un 1,8% a 5,17 millones

de toneladas.

De acuerdo con Smithers Pira [7], en los sectores clave de embalaje restante, ventas de envases de

PET no alimentarios alcanzaron 804,328 toneladas (un aumento del 4,4% respecto a 2012), con un consumo

de envases termoformado un aumento de 4,7% a 1,04 millones de toneladas. El informe, concluy diciendo

que durante el perodo 2014-19, el sector de mayor uso final ser embotellado de botellas de agua con un

crecimiento del 6% en trminos de volumen, seguido de botellas de PET para otras bebidas, productos

farmacuticos y envases mdicos y, tanto un aumento de 5%.

El mercado mundial de PET es de alrededor 32 millones de toneladas al ao. Ms del 60 por ciento,

o sea, la mayor parte llega al comercio en forma de fibras de polister restando, por lo tanto, cerca de 13

millones de toneladas de PET como materia prima para envases.

Las importaciones de PET en Europa del resto del mundo se dispararon un 74% en el ao, mientras que

las exportaciones cayeron un 35%.

Tabla 1- 7. Exportaciones e importaciones de PET en Europa. [16]

EU PET

Fecha Importaciones Exportaciones

Febrero 2015 40,431 13,403

Febrero 2016 70,251 8,691

Variacin 74% -35%

En las Figuras 1-14 y 1-15 se observa de forma ms clara el cambio que han tenido las exportaciones

e importaciones en este ltimo ao comparado con el anterior.

Figura 1- 14. Importaciones europeas de PET, comparacin ao 2015-2016. [16]

42

Figura 1- 15. Exportaciones europeas de PET, comparacin ao 2015-2016. [16]

En conclusin, las importaciones de PET han aumentado durante este ao haciendo que las

exportaciones sean ms bajas, por ello ha habido una gran atencin por los reglamentos y tratados antidumping

y de derecho compensatorio entre naciones.

1.3.4 Comparacin entre la resina virgen y la resina reciclada

En cuanto al precio de la resina virgen y la resina reciclada existe cierta controversia ya que distintas

empresas y asociaciones mantienen afirmaciones muy diferentes ante este tema.

No existe ningn parmetro que dicte que el precio de la resina reciclada deba de ser menor que el de

la resina virgen. El beneficio que se tiene que buscar es ser competitivo con la resina virgen e intentar estar a la

par. Por lo tanto, la toma de decisiones han de estar influenciadas por el compromiso ambiental y la motivacin

ecolgica, y no nicamente el aspecto econmico.

Por otra parte, la Asociacin Nacional de Recursos para Envases de PET de Estados Unidos (Napcor)

public resultados de un estudio de anlisis de ciclo de vida (ACV) para PET y HDPE reciclados donde se

indicaba que incorporar PET reciclado en la fabricacin de un empaque reduca significativamente la huella de

carbono del empaque en trminos de energa requerida y emisiones de gases con efecto invernadero.

Figura 1- 16. PET flakes reciclado.

Finalmente, decir que se espera que los precios del PET virgen continen bajando, ejerciendo presin sobre

los precios del PET reciclado ya que los mercados mundiales de PET se encuentran en exceso de oferta, con

fabricantes bombeando PET ms all de la demanda actual.

Japn, uno de los pases ms avanzado en el reciclaje del PET, registr una tasa de reciclaje de botellas

de PET (volumen total de recoleccin/volumen de botellas vendidas) de 77,9 % en 2009, segn datos del

Consejo de Reciclaje de Botellas de PET de ese pas. Por su parte, Europa obtuvo una cifra de 48,3%, de acuerdo

con la Asociacin Europea de Reciclaje de Contenedores de PET (Petcore) mientras que Estados Unidos

consigui una cifra de 28%, segn la Asociacin de Resinas de PET (Petra). A su vez, Brasil es el lder en

Amrica con una tasa de 55,6%, seguido por Argentina con 34%, segn reportes de la Asociacin Brasilea de

la Industria del PET (Abipet).

Los compradores y vendedores [19] de polietileno tereftalato virgen (PET) esperan que los precios se

mantengan firmes, debido a la escasez de la oferta y las posibles subidas del coste de las materias primas. El

precio spot europeo de PET se evalu a 995 euros / tonelada ($ 1,127 / mt) FD ENO en abril de 2016, el precio

spot ha aumentado un 20% desde el precio ms bajo obtenido hace seis aos de 835 euros / mt FD ENO.

Tambin se contempla que un aumento de los precios de la carga de alimentacin de paraxileno y

monoetilenglicol podra empujar los precios del PET, pero a expensas de las importaciones que estn entrando

en la UE y que podran cambiar la poltica de precios de los productores de PET de la UE. A continuacin, se

expone la Tabla 1-7, en la que se encuentra el precio actual de las materias primas de produccin de PET en

US$:

Tabla 1- 8. Precios del ICIS de algunos compuestos. [20]

Significando lo siguiente f.b.o.=free on board; t.t.=tank truck; t.c.= tank car; divid= delivered; E.= East

Producto Descripcin Unidades Precio (US$)

p-Xileno US Gulf, spot f.b.o. export lb 0.47-0.69

p-Xileno US Gulf, contract del. lb 0.55-0.80

Etilenglicol Polyester, tanks, f.o.b. lb 0.62-0.80

Etilenglicol Anti-freeze tanks, f.b.o. lb 0.65-0.80

Etilenglicol Industrial-grade, f.o.b. lb 0.65

Etilenglicol Monobutyl ether tanks, divd. E. lb 0.65

cido tereftlico Purified, t.t. t.c., f.o.b., Works lb 0.41-0.43

44

A su vez, se pueden observar los precios actuales de la resina de PET virgen segn su clasificacin en

volumen de produccin y los precios de la resina reciclada en las siguientes ilustraciones:

Tabla 1- 9. Precio de la resina del PET en US cents por libra de resina. (sin rellenar, color natural, FOB supplier (free on board supplier), a no ser que se indique lo contrario)

I= Volmenes anuales mayores que 20 millones de libras.

II= Volmenes anuales entre los 2 y los 5 millones de libreas.

Precios 9 de mayo de 2016, [21]

PET

Resina/Grado Categora de volumen

I II

APET 89-91 92-94

Resina botella 83-85 86-88

CPET 87-89 -

Se realiza la comparacin de los precios actuales de pellet reciclado y virgen en vista de los datos

expuestos, se observa que el precio del pellet de PET virgen vara muy poco segn su uso, encontrndose

aproximadamente entre 83-91 US cents por libra. Al igual que, al observar la grfica de la fluctuacin del precio

de la resina reciclada de PET, la resina post-consumo. Se observa que tuvo un mximo histrico en 2012 de 86

US cents por libra encontrndose en la actualidad el precio a 57 US cents/libra, siendo su mximo 61 y su

mnimo 53.

Figura 1- 17. Grfica representativa de la fluctuacin del precio del pellet post-consumo desde el ao 1992 a

2016. El precio se encuentra en cntimos por libra. [22]

Un ensayo del Grupo de Trabajo Petcore [23] sostiene que el APET contiene en la actualidad ms del

50% de rPET, debido a que la demanda de envases de PET termoformados sigue aumentando se est creando

la necesidad de una buena solucin de reciclaje. El objetivo del Grupo de Trabajo Petcore, que comprende ms

de 30 empresas y organizaciones de la industria y la gestin de residuos, es mantener y aumentar la proporcin

de termoformados de PET en el mercado europeo mediante la mejora de su imagen como el mejor material de

embalaje, mediante el suministro de soluciones sostenibles y fiables al final de su vida.

En la actualidad, la demanda anual de termoformados de PET se estima en 800.000 toneladas, de las

cuales ms de 400.000 toneladas viene de PET reciclado post-consumo (r-PET).

Por tanto, en conclusin, la respuesta del mercado ser mediante una gran presin por parte de nuevas

legislaciones a escala global ya que la demanda privilegiar a los productos con un perfil sostenible. Otro asunto

importante para el sector se encuentra en torno a los precios de PET postconsumo, que se ven distorsionados por

la dinmica de exportacin de materiales y por los cambios cclicos en los precios de la resina virgen.

1.4 EL PROCESO DE PRODUCCIN DEL PET

1.4.1 Reacciones principales

La produccin del polietileno tereftalato se realiza industrialmente a partir de dos productos, cido

tereftlico (PTA) y etilenglicol (EG). Tambin puede obtenerse usando dimetiltereftalato (DMT) en lugar de

cido tereftlico.

En primer lugar, se debe producir PTA. La produccin de PTA se realiza mediante distintos

procesos, a continuacin, se presentan las diferentes tecnologas de produccin de PTA:

1. Oxidacin directa de paraxileno: Proceso Amoco, proceso Toray, proceso Mitsubishi Kasei y

proceso Eastman.

2. Hidrlisis de DMT: Proceso Dynamite Nobel, proceso Witten, proceso Sulzer Chemtech/H&G

Hegmanns.

3. Oxidacin del tolueno: Proceso Henkel II y proceso PRP.

4. Otros: Proceso Du Pont, proceso Lummus, proceso Henkel I y proceso Mitsubishi.

El proceso ms utilizado para su produccin es el proceso Amoco. Este proceso parte del

compuesto p-xileno que, tras una serie oxidaciones catalizadas se convierte en cido tereftlico.

46

Figura 1- 18. Esquema del proceso Amoco. [24]

Si se quisiera usar dimetiltereftalato en lugar de PTA, nicamente se necesitara realizarle al PTA

una esterificacin posterior.

Figura 1- 19. Esterificacin de PTA a DMT. [25]

Seguidamente, se necesita etilenglicol el cual se produce a partir de etileno. El etileno es tratado con

oxgeno en presencia de un catalizador dando lugar a xido de etileno, el cual al reaccionar con agua en presencia

de un cido se transforma en etilenglicol.

Figura 1- 20. Reaccin de produccin de etilenglicol. [26]

Finalmente, se realiza una reaccin de esterificacin del PTA con etilenglicol obteniendo el compuesto

bis-beta-hidroxi-etil-tereftalato, que tras una sucesiva policondensacin se polimeriza en polietilentereftalato.

Figura 1- 21. Reacciones de produccin de polietilentereftalato. [27]

A continuacin, se presentan algunas de las ventajas de la utilizacin de PTA sobre la de DMT [Paranjbe

y Mathur, 1987]:

Se requiere alrededor de un 15% menos de polister producido usando PTA.

La densidad aparente del PTA es de 1,0 ton / m3 siendo la del DMT 0,5 ton / m3, por lo que los costes

de transporte y los requisitos de almacenamiento de PTA son ms bajos.

http://2.bp.blogspot.com/-oAZ9WYtD_xc/TvhbbBKgGrI/AAAAAAAABho/DklliqoMRNE/s1600/%C3%ADndice0pet.png

48

El proceso de PTA requiere una relacin molar de alimentacin menor de glicol. Para PTA 1,2 siendo

de 1,6 para DMT.

El DMT se alimenta al proceso de esterificacin en forma fundida mientras que el PTA no puede

fundirse.

La reaccin de esterificacin de PTA no requiere ningn catalizador mientras que la transesterificacin

de DMT tiene que ser catalizada.

Con PTA es ms simple de mantener un grado constante de esterificacin. En el caso de DMT, la etapa

de transesterificacin es muy sensible a la calidad de la materia prima.

Usando PTA el subproducto es agua mientras que con DMT es metanol.

Mediante el proceso de PTA es ms fcil de recuperar el polmero.

El producto de PTA tiene mejor estabilidad trmica e hidroltica.

El coste del producto en el caso de PTA es menor, debido a la disminucin de las necesidades de materia

prima, transporte y de tramitacin.

1.4.2 Reacciones secundarias indeseadas

Se encuentran dos reacciones secundarias indeseadas durante la produccin del polietileno

tereftalato:

La formacin de DEG o dietilenglicol.

El DEG es un producto indeseable en la reaccin de formacin del monmero. Este compuesto

disminuye la estabilidad trmica al introducir grupos ter en la cadena polimrica. Para minimizar su formacin,

se desplaza la reaccin secundaria que la origina hacia el lado del monmero. Esto se logra aadiendo DEG en

el primer reactor de esterificacin, a fin de mantener su presencia a un nivel estable y constante a lo largo de

todo el proceso. Se recibe en contenedores especiales y es bombeado a un tanque.

El efecto del aumento de DEG contenido sobre las propiedades del PET:

o Reduccin de la resistencia al calor y a la luz.

o Disminucin de la temperatura de transicin vtrea y de fusin.

o Disminucin de la resistencia trmica y de la resistencia a la degradacin oxidativa.

o Aumento de la capacidad de tincin en un 1,5% 2,5%.

o Ralentizacin de la cintica de cristalizacin.

o Disminucin de la dureza y de la rotura de las pastillas.

() = 261 (% 4,2)

Figura 1- 22. Formacin de DEG en la produccin de PET. [28]

La formacin de acetaldehdo (AA).

El acetaldehdo (AA) [29] es un compuesto que existe de forma natural en muchas frutas ctricas y

otros alimentos. Tiene un sabor cido caracterstico. El AA se genera en pequeas cantidades durante el proceso

de polimerizacin del PET en la fase fundida y se elimina en la etapa de polimerizacin del estado slido. Se ha

de decir que la cantidad de agua presente no influye en la generacin de AA y que existe una relacin que postula

que, a mayor temperatura de fusin, mayor generacin de AA.

Figura 1- 23. Formacin de acetaldehdo en la produccin de PET. [28]

1.4.3 Diagrama de proceso

El proceso de produccin de PET se compone en dos fases, una fase fundida y una fase slida. A

continuacin, en la Figura 1-24 se expone el diagrama de bloques simplificado del proceso. El proceso

comienza introduciendo una serie de materias primas en la fase fundida siendo el producto de esta fase la

resina amorfa de PET que tras el paso por la fase slida se convierte en el producto final: la resina de PET.

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Figura 1- 24. Diagrama de bloques simplificado de produccin de PET.

Seguidamente, en la Figura 1-25 se expone el diagrama de bloques detallado de la produccin de PET.

El diagrama lo componen una serie de bloques en los que se especifica la entrada y salida de materia. Se

comienza por el manejo de materias primas y la preparacin de los aditivos y catalizador, finalizando con el

manejo del producto final terminado.

Figura 1- 25. Diagrama de bloques detallado de produccin de PET.